Коллизионные деформации Кукасозерского сегмента Северо-Карельского пояса Балтийского щита

Глава 6. Интерпретация данных геолого-структурного анализа.

6.1. Интерпретация данных геолого-структурных исследований центральной и восточной частей Кукасозерского сегмента.

Первая группа включает этапы Dn₊₁ - Dn₊₄, которые реализовались в едином поле напряжений и характеризуют эволюцию процесса взаимодействия Беломорского и Карельского мегаблоков. С этим процессом связаны также метаморфические преобразования свекофеннского времени, поэтому целесообразно не выделять каждый вид деформаций отдельно, а считать их фазами одного этапа свекофеннского тектогенеза D_S: D_S¹, D_S², D_S³, D_S⁴.

Вторая группа включает хрупкие деформации Dn₊₅, которые отражают постсвекофеннскую активизацию структуры Кукасозерского сегмента. Они не сыграли существенной роли в создании итогового структурного рисунка.

2. Данные геометрического анализа показывают, что ось генерального сжатия во время проявления свекофеннских деформаций меняет свое положение с субмеридионального на западе до север-северо-восточного на юго-востоке. Это изменение контролируется изгибом сутурной зоны, разделяющей Беломорский и Карельский мегаблоки. Наиболее отчетливо это видно в более мелком масштабе для Кукасозерского сегмента в целом на примере корреляции ориентировки линейных элементов, перпендикулярных оси сжатия, с изгибом сутуры. Ось сжатия всегда располагается вкрест простирания сутурной зоны, что не может быть обусловлено вторичными процессами, поскольку наложенные постсвекофеннские деформации слишком незначительны. Отсюда следует, что изгиб сутуры первичен и отражает изначальную конфигурацию зоны взаимодействия мегаблоков.

3. Установлена постепенная смена во времени пластических деформаций хрупкими. Выделяется латеральная структурная зональность - увеличение интенсивности деформаций D_S²-D_S³ к восточному флангу сегмента. В этом же направлении происходит виргация осей складок, что особенно отчетливо видно в пределах Беломорского мегаблока. Эти данные свидетельствуют о неравномерном сжатии, значение (либо продолжительность действия) которого возрастает к юго-востоку, где субширотный Северо-Карельский пояс соединяется с меридиональной Восточно-Карельской зоной.

4. Каждая фаза свекофеннских деформаций отражает стадии взаимодействия Беломорского и Карельского мегаблоков (рис. 1). Современная сутурная зона сформировалась на завершающих стадиях этого процесса.

А) В первую стадию взаимодействия D_S¹ происходил поддвиг Карельского мегаблока под Беломорский (рис. 1а). Поддвигание сопровождалось частичным плавлением, что отразилось в мигматизации и формировании гранитно-гнейсовых куполов к северо-востоку от рассматриваемого района [Миллер, 1997]. Комплексы, вовлеченные в этот процесс, испытали структурно-вещественные преобразования в условиях высокобарического метаморфизма амфиболитовой фации.

Б) Во вторую стадию D_S² направление тектонического транспорта во взаимодействующих мегаблоках было встречным, что можно объяснить, только предположив появление зоны пологого пластического скола в пределах Карельского мегаблока в условиях интенсивного сжатия. Таким образом, метаморфизованные образования с глубинных уровней как Карельского, так и Беломорского мегаблоков выводились к поверхности навстречу друг другу (чем и объясняется наличие полосы метаморфизованных пород в краевой части Карельского блока). При этом неизбежно происходило снижение PT - параметров метаморфизма и, как следствие, изменение стиля тектоники. Сформировалась конвергентная надвиго-складчатая структура. Зона сочленения мегаблоков должна была отличаться от современной, в настоящее время можно только предполагать, как она выглядела (рис. 1б).

В) В третью стадию D_S³ произошло взаимное расплющивание краевых частей взаимодействующих мегаблоков в условиях продолжающегося интенсивного сжатия. В пределах Карельского блока зона расплющивания была более узкой при преобладании разрывной тектоники. На границе мегаблоков сформировалась крутопадающая сутура, представляющая собой зону катаклаза и милонитизации с тектоническими включениями метагипербазитов и габброидов и имеющая неярко выраженную взбросовую кинематику. В пределах самих мегаблоков ранее сформированные структуры были деформированы в пологошарнирные прямые складки и разбиты серией хрупких разрывов, конформных сутурной зоне (рис. 1в). На юго-восточном фланге сегмента в пределах Беломорского блока сформировалась система правых сдвиговзбросов северо-западного простирания, косо срезающих оси складок.

Г) В завершающую стадию D_S⁴ свекофеннского тектогенеза произошло окончательное формирование зоны сочленения Беломорского и Карельского мегаблоков. На этом этапе возникли локальные деформации вдоль сутуры, вероятно, обусловленные частичным "выжиманием" материала вверх и связанные с механизмом транспрессии (рис. 1г).

4. Приведенные данные описывают в данной части сегмента динамику и кинематику взаимодействия Беломорского и Карельского мегаблоков, которые являются крупными фрагментами земной коры. В широко известных моделях [Сыстра, 1991; Глебовицкий и др., 1996; Балаганский и др., 1998, Эволюция , 1987 и др.], хотя и имеющих в основе разные представления о геодинамике докембрия Балтийского щита, Северо-Карельская зона рассматривается как раннепротерозойский рифт. Предполагается, что при его закрытии в свекофеннское время сформировались синклинальные структуры [Сыстра, 1991 и др.]. Однако детальные структурные исследования, выявившие полистадийную деформацию и сложную кинематику взаимодействия мегаблоков, не подтверждают синклинальное строение структуры Кукасозерского сегмента. Кроме того, высокобарический метаморфизм ранней стадии сложно связать с процессом закрытия рифтогенной структуры. Не объяснить такой метаморфизм и повышенным тепловым потоком в "мобильно-проницаемой зоне". Специфический стиль тектоники в зоне сочленения мегаблоков становится понятен, если привлечь коллизионный механизм их взаимодействия в период проявления деформаций D_S^1-4. В таком случае, Беломорский и Карельский фрагменты коры в раннем протерозое могли являться микроконтинентами, разделенными бассейном с литосферой океанического типа, которые вступили в коллизию в свекофеннское время. Поэтому фазы свекофеннских деформаций можно рассматривать как стадии эволюции режима коллизионной геодинамики.

5. Совокупность данных структурного анализа для центральной и восточной частей сегмента позволяет определить тип коллизии как фронтальный, а коллизионную структуру как изначально криволинейную зону.

Для корректного построения модели взаимодействия Карельского и Беломорского микроконтинентов на западном участке сегмента требуются дополнительные исследования.